Desarrollo Preparacion

DESARROLLO Y PREPARACION DE MINAS A CIELO
ABIERTO
1. TIPOS DE YACIMIENTOS MINERALES
INTRODUCCION
Los yacimientos minerales pueden clasificarse de muy diferentes formas , en
función del criterio que se elija para llevar a cabo la clasificación . los procesos
geológicos que dan lugar a los yacimientos minerales no siempre son bien
conocidos , por lo que establecer una clasificación ideal resulta un objetivo utópico
. De ahí la gran variedad de clasificaciones, muchas de las cuales tratan
únicamente, de buscar un parámetro lógico que permita pasar revista a los
diferentes tipos de yacimientos presentes en la naturaleza.
A continuación podemos tener encuenta
criterios como parámetros para
clasificarlos:
El proceso geológico mas importante en su génesis
Criterios economico-geológicos
El mecanismo de emplazamiento
La litología de la roca encajante
El origen de los metales
Las edades relativas del yacimiento
Los procesos generadores de yacimientos , y los propios depósitos minerales,
están fuertemente ligados a determinadas asociaciones de rocas , ambientes
geológicos y ciclos geológicos que, en general son relativamente bien conocidos.
Desde las partes mas profundas de la corteza terrestre , los magmas van
ascendiendo , cristalizándose las fases minerales por enfriamiento del magma al ir
acercándose éste a la superficie . Una expresión superficial de este magnetismo
es la intensa actividad volcánica que se puede observar en determinadas zonas
de la tierra.
1.1 Mantos o vetas: Corresponden a yacimientos concordantes , el cual
presentan una distribución armónica o homogénea en los respaldos o rocas
acompañantes , el techo y el piso son bien definidos.
Las vetas corresponden a mineralizaciones de poco espesor y esta asociada a
acumulación de minerales de filón ej.Oro.
Los mantos corresponden a capas de mineral o material beneficiable de
espesores entre 1 a 2 m y en ciertos casos hasta 3 m y de considerable extensión
en el rumbo.
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Se determina en forma precisa el techo y piso, especialmente en yacimientos
sedimentarios, ej, Carbón, yeso, fosfatos.
El banco define paquetes de minerales de gran espesor de 3 a varios metros
ej,Caliza, Hierro.
1.2. Yacimientos Diseminados: Son yacimientos que contienen partículas
pequeñas de mineral valioso aplicables a mineralizaciones de oro, plata, platino.
Se encuentran en una forma discordante , desordenada o errática en la roca de
caja , generalmente sin piso y techo definidos.
1.3. Masas o bolsadas: Es la parte de un deposito en la que los minerales
valiosos , están tan concentrados que es posible su extracción . La mineralización
rellena espacios vacíos o permeables de una superficie actual que casi siempre
se extiende hacia abajo o hacia la roca encajante soluble.
1.4. Lentejones : Generalmente utilizado para describir un cuerpo mineralizado
que es de gran espesor en el centro y aguzado en los extremos.
1.5. Yacimientos de placer: Son depósitos aluviales de arena que contiene
minerales valiosos. El placer es el deposito mineral mas fácil de trabajar, en cual
existe el oro en estado nativo, separado en parte de los demás minerales en
lugares accesibles.
Esta condición de yacimiento ha permitido que tenga un alto rango de
explotabilidad ya sea a nivel rudimentario o a gran escala.
Debe entenderse por placer , el deposito de rocas fragmentadas sueltas, tales
como arenas y gravas que contienen partículas de minerales valiosos como
oro,platino que son explotables comercialmente.
La explotabilidad de estos depósitos es resultado de un proceso de concentración
que realiza la naturaleza de un modo lento, desgastando la superficie terrestre
donde existen criaderos minerales. Los agentes principales que efectúan el
transporte y el deposito son en primer grado el agua superficial en escala menor el
hielo y el viento, siendo la gravedad especifica la propiedad física de los minerales
que mas ayuda a realzar su concentración.
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2. ESTIMACION DE RESERVAS
2.1 CLASES DE RESERVAS
2.1.1 Reservas Probadas:
Son las reservas cuya extensión y calidad son conocidas, los limites se obtienen
por medio de la geología y la calidad por medio de análisis de laboratorio , estas
reservas se calculan para el proyecto de explotación y deben ser lo mas exactas
posibles , sin embargo se dan limites de seguridad de un 10%.
2.1.2. Reservas probables
Las reservas probables son aquellas cuya extensión y calidad son conocidas con
interrupciones , los limites son probables, se calculan a partir de informaciones
geológicas, interpolando o extrapolando dicha información , se constituyen en un
punto de partida para el desarrollo de una posible mina.
2.1.3. Reservas posibles
Las reservas posibles son las que obtienen por exploración entre grandes
distancias con base en trabajos geológicos superficiales, son objeto de
consideraciones económicas para tenerse en cuentan estudios de prefactibilidad
para una minería futura.
3. METODOS DE CALCULO DE RESERVAS
A.
B.
C.
D.
Volumen
Contornos
Secciones
Computador
A. VOLUMEN:
El método de cuantificación por volumen se basa fundamentalmente en la
asimilación de las formas de los yacimientos a las principales figuras geométricas:
Esferas, conos, cilindros, paralelepipedos , pirámides , para lo cual se aplican las
formulas de calculo de volumen aplicadas a estas figuras geométricas.
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Ejemplo N° 1 FORMA CONICA
V = 1/3
.r2.H
V= 3.1416 x 1002 x70 /3
V= 733.040 m3
El volumen multiplicado por la densidad nos da el peso
Suponiendo una densidad de 2.5 ton/m3
P= V x d
P= 733.040 m3 x 2.5 ton/m3
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Ejemplo N° 2 FORMA CILÍNDRICA
V=
.r2. h
V= 3.1416 x (15m)2 x 45m
V= 3.1416 x 225 m2 x 45m
V= 31.0808.7m3
P= V x d
P= 31.808.7 m3 x 3.15 ton/m3
P= 101.197.405 ton
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Ejemplo N° 3 ESTRATO IRREGULAR
Cuando el estrato es irregular se siguen los siguientes pasos:
a. Hallar el espesor promedio ( Ep)
b. Se halla el área del techo o del piso por triangulación
5.0 + 6.0 + 3.5 + 4.0 +3.0
Ep = -----------------------------------5
Ep = 4.3 m
Area techo o piso:
Area Total ( At ) = A1 + A2 + A3 + A 4 + A5 + A6 + A7
Asumimos para nuestro ejemplo un área total:
At = 5.000m2
El volumen será:
V= Area x Promedio de espesores
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V= 5,000 m2 x 4.3 = 21.500 m3
Si el mineral es carbón con d= 1.25 ton /m3
P= 21.500 m3 x 1.25 ton /m3 = 26.875 ton
B. CALCULO POR CONTORNOS
La cuantificación por contornos no esta fundamentada en las curvas de nivel que
puede tener un mineral en proyección horizontal, este método se aplica para
cuantificar estéril a mover
V1 =Area ( C1 + C2 ) . H1 = ( 500 m2 + 400 m2 ) /2 = 900 m2 . 20 m /2
V1 = 9000 m3
V2 = Area ( C2 +C3 ) . H = ( 400 m2 + 300 m2 ). 20 /2 = 700 m 2 . 20 m /2
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V2 = 7000 m3
Siguiendo el mismo procedimiento calculamos V3 y V4
V3 = 5500 m3
V4 = 3000 m3
Volumen total = V1 + V2 + V 3 + V4
Vt = 9000 m3 + 7000 m3 + 5500 m3 + 3000 m3
Vt = 24.700 m 3
Si : d = 4.5 ton / m3
Peso = Vt x d
Peso = 24.700 m3 x 4.5 ton / m3
Peso mineral = 110.250 ton
En la misma forma se puede hallar el calculo de estériles a mover de acuerdo a
las líneas limites ( pared de corte )
C. CALCULO DE RESERVAS POR SECCIONES
El calculo de reservas por secciones es uno de los métodos mas utilizados en la
cuantificación de reservas ya que permite el calculo simultaneo de mineral y
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estéril para obtener comparativamente los radios de descapote finales de la mina.
Para aplicar este método es necesario conocer :
1.
2.
3.
4.
Curvas de afloramiento
Limites del yacimiento ( pared de corte )
Espesor promedio
Longitud del estrato ( s ) en cada sección
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CALCULO DE RESEVAS POR SECCIONES
Calculo de reservas manto ------------------------------------M
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C. CALCULO DE RESERVAS POR COMPUTADOR
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El calculo de reservas por computador se basa fundamentalmente en la
prospección geofísica y la topografía, para poder utilizar el computador es
necesario hacer programas a partir de la información obtenida por perforación con
diamante y luego utilizar los registros eléctricos . Un programa de computador
(Geoplan ) ha sido desarrollado para hacer menos complicados los cálculos
manuales y hacer mas fácil la traducción de la información geofísica de
perforaciones , procedimientos magnéticos o sísmicos en mapas de campo de
gran ayuda para la interpretación geológica y el diseño minero. Además de hacer
calculo de reservas muy eficientes , el computador puede hacer análisis geofísicos
, diseño de curvas estructurales ( isopacas,isotenores)
El calculo de reservas se basa en la integración de áreas o volúmenes, para lo
cual es necesario hacer perforaciones muy cercanas para dar mas puntos. .
También se utiliza el método de secciones las cuales son leídas por un planimetro
digital , este programa se traduce en números por secciones en el computador .El
programa realiza cálculos de mineral y estériles.
Es necesario para cada punto dar las coordenadas
Ejemplo punto 8
240 N , 320 E , 5260 ( cota de elevación )
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.HIDROGEOLOGIA
3.1 Las aguas según origen, caudal y composición
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Independientemente de la fuente que da origen a la aguas residuales estas se
dividen en dos grandes grupos .
Aguas alcalinas o con bajo potencial de solución y
Aguas ácidas o con alto potencial de solubilización
Tipos de aguas mineras
CLASE
Altamente ácidas
Blandas, ligeramente ácidas
Duras, neutras a alcalinas
Blandas, alcalinas
Muy salinas
Blandas Acidas
pH
1.5-4.5
5.0-7.0
7.0-8.5
7.5-11
6.0-9.0
3.5- 5.5
El concepto desagüe en términos mineros comprende todas las cuestiones
relacionadas con el entorpecimiento de las labores por los aflujos de agua , es
decir las medidas y artificios que se emplean para mantener limpias las labores
mineras, así como la preparación de la mina con vistas a su desagüe y elevación
fuera de la misma.
3.1.1 Las precipitaciones Atmosféricas
La cuantía de las precipitaciones atmosféricas varia según las zonas climáticas .
Las cantidades que se precipitan anualmente varían notablemente .
Las precipitaciones atmosféricas pertenecen a in ciclo constante , en el que toma
parte además , las aguas subterráneas , los ríos , aguas de superficie y la
evaporación.La cuantía del agua infiltrada depende de la naturaleza , cantidad e
intensidad de las precipitaciones , del clima , de la inclinación y de la naturaleza
de la superficie , y de la permeabilidad y saturación del suelo.
3.1.2. Las aguas subterráneas
Las aguas subterráneas pueden proceder de las precipitaciones atmosféricas o de
aguas que han penetrado en el interior de la corteza terrestre , y que se presentan
en diversas formas , entre las cuales solo marecen considerarse desde el punto
de vista del minero las aguas freaticas , las aguas de las grietas , las aguas
profundas y las aguas de cavernas subterráneas.
Mientras que las aguas freaticas , que después de penetrar en la tierra deberían
llamarse mejor manto freatico , se introducen regularmente formando extensiones
horizontales dentro de capas porosas y permeables después de haber subdividido
durante la filtración en cantidad mayor o menor recorriendo toda la capa . Esta
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agua tienen cierto desnivel en relación con el mar , y por tanto, se mueven
libremente .
Esta claro que la penetración de las aguas subterráneas depende de la clase y
dirección de los movimientos tectónicos de la masa rocosa . Es importante para el
laboreo de minas la subdivisión de los estratos en capas permeables e
impermeables.
Las permeables so aquellas que conducen el agua , llamadas capas conductoras ,
mientras las capas impermeables vecinas, superior e inferior, reciben el nombre
de diques.La permeabilidad de las capas esta relacionada en muchos casos con
su estructura porosa , ya que los huecos que se encuentran en la arena , grava, o
cascajo , facilitan al agua una rápida penetración ofreciéndole espacio para ello.
3.1.3. Aguas freáticas y horizontes acuíferos
El agua que se filtra se reúne sobre la primera capa impermeable y llena todos los
espacios huecos hasta determinada altura , llamada nivel freatico que es por
consiguiente , el primer nivel a que se encuentran las aguas , al realizar un
sondeo. Al igual que las aguas superficiales . las profundas también se
encuentran en movimiento , y fluyen (lentamente a causa de la resistencia ) a
puntos situados a mayor profundidad , de donde pueden salir de nuevo al exterior
en forma de manantiales por tajos o laderas.
Este movimiento sólo toma parte el agua no capilar . La velocidad de las
corrientes de agua freaticas depende de las pendientes y las resistencias que se
oponen a su paso. La profundidad del nivel freatico depende de las condiciones
climáticas y geológicas
En términos mineros , las capas secas e impermeables , que pueden servir como
diques de contención de agua , son, por ejemplo limos , arcillas, pizarras arcillosas
y margas , así como casi todas las rocas cristalinas . Las capas impermeables son
las predominantes
3.2 Permeabilidad y gradiente hidráulico
La permeabilidad o conductividad hidráulica se puede definir como la propiedad
del material que permite la filtración de fluidos a través de poros o huecos
interconectados .
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La ley más utilizada que regula , en una primera aproximación , el movimiento de
las aguas subterráneas , ley de DARCY relaciona la velocidad media v del caudal
de agua que fluye a través de una sección de suelo , con el gradiente hidráulico i (
es decir la relación entre la diferencia de carga hidráulica entre dos puntos de
recorrido h, y la longitud de ese recorrido l ) y con una constante de
proporcionalidad k, que recibe el nombre de coeficiente de permeabilidad.
v= k.i
k tiene las dimensiones de una velocidad dado que i es adimensional ( cm/ s )
Cuando se considera que las propiedades del fluido afectan el al flujo , el
coeficiente de permeabilidad se puede expresar:
k= K x q x g / µ
donde : K es la impermeabilidad intrínseca ( cm2 )
q= densidad del flujo
g= Aceleración debida a la gravedad y
µ = la viscosidad del fluido
Tabla : Coeficientes de permeabilidad para algunos tipos de suelos y rocas
Prácticamente
impermeable
Baja descarga
Mal drenaje
Alta descarga
Drenaje libre
K (cm/s)
-10
10
-9
10
-8
10
-8
10
-7
10
-6
10
-5
10
-4
10
-3
10
Roca intacta
Pizarra
Dolomía
Granito
Caliza
Arenisca
-2
10
-1
10
1
10
2
10
Roca fracturada
Suelo
Arcilla
homogénea
bajo la zona
meteorizada
Juntas rellenas de
Arenas muy
arcilla
finas , limos
orgánicos
e
inorgánicos,
mezclas
de
arena y arcilla
,
depósitos
glaciares
estratificados
Roca diaclasada
Arena limpia
Roca con juntas
de arena y
abiertas
grava
Roca
muy
Grava limpia
fracturada
Los factores que afectan el coeficiente de permeabilidad son:
Forma y tamaño de las partículas del suelo
La porosidad ( con la que esta en relación directa)
Grado de saturación ( con el que esta en relación directa)
4.CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
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4.1 Propiedades Mecánicas
En ingeniería se necesita saber como responden los materiales sólidos a fuerzas
externas como la tensión, la flexión o la cizalladura . Los materiales sólidos
responden a dichas fuerzas con una deformación elástica ( en la que el material
vuelve a su tamaño y forma originales cuando se elimina la fuerza externa) , una
deformación permanente o una fractura . Los efectos de una fuerza externa
dependientes del tiempo son la plastodeformación y la fatiga.
La tensión es una fuerza que tira , bajo tensión un material suele estirarse y
recupera su longitud original si la fuerza no supera el limite elástico del material .
Bajo tensiones mayores , el material no vuelve completamente a su situación
original , y cuando la fuerza es aun mayor , se produce la ruptura del material.
La compresión es una presión que tiende a causar una reducción de volumen .
Cuando se somete un material a una fuerza de flexión , cizalladura o torsión ,
actúan simultáneamente fuerzas de tensión y de compresión .
La plastodeformación es una deformación permanente gradual causada por una
fuerza continuada sobre un material . Los materiales sometidos a altas
temperaturas son especialmente vulnerables a esta deformación . En muchos
casos esta deformación lenta cesa porque la fuerza que la produce desaparece a
causa de la propia deformación. El conocimiento del esfuerzo de tensión , los
limites elásticos y la resistencia de los materiales a la plastodeformación y la fatiga
son extremadamente importantes en ingeniería
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4.2 Angulo de reposo
Es el valor limite por el cual el material descansa o rueda con su propio peso o
definiéndolo de otra forma es el ángulo sobre el cual los materiales sueltos ruedan
por su propio peso . Se mide con respecto a la horizontal .
Se puede determinar con ayuda de la brújula o por relaciones trigonométricas
Y
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= y/x
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= arc tg ( y/x)
si: X= 28 m ; y = 25m
tg = 25/28 = 0.89
= arc tg 0.89
= 41°
Utilidades del ángulo de reposo:
Para determinar la inclinación den el diseño de taludes, en la labor de descapote y
en la explotación minera. Para determinar las pendientes en los botaderos.
El vertido por gravedad proporciona ángulos de reposo con coeficiente de
seguridad próximo a 1. En rocas sedimentarias esos ángulos se aproximan a lo
37°, según el tipo de granulometria de los materiales. Por ello, y con el fin de
garantizar las condiciones de estabilidad durante lluvias prolongadas , se
recomienda mantener un talud general de unos 20°
5.METODOS PARA EL DESMONTE Y MANEJO DE MATERIALES
En una mina de carbón a cielo abierto, la remoción del carbón y estéril debe
hacerse tan económicamente como sea posible , puesto que ella representa el
mayor costo unitario en el total de la operación minera . Para mover y/o
transportar el máximo volumen de material , una maquina no solo debe operar
continuamente , sino que cada movimiento debe estar coordinado con los demás
a fin de realizar la máxima cantidad de trabajo útil al menor costo posible.
5.1 Métodos Empleados
Son tantas las combinaciones posibles de equipos y tan variados los métodos a
emplear , que es imposible mostrarlos todos en este módulo , por lo tanto nos
limitaremos a aquellos que sean potencialmente aplicables.
Consideraciones sobre la selección de un método
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Antes de decidirse por un método y un equipo especifico, es necesario definir
ciertos aspectos concernientes a la geología , ambiente y características del
yacimiento, y requisitos de producción entre las cuales están:
Tamaño y forma del yacimiento
Distribución de los mantos de carbón
Naturaleza y caracteristicasdel estéril a remover
Carácter e importancia de las estructuras geológicas
Factores ambientales que pueden afectar al desempeño del equipo
Vida útil del yacimiento y volumen de producción anual esperada
Cálculos sobre la capacidad de transporte y distancia de acarreo
Uso y asignación del equipo ( carbón / estéril )
Proximidad de las áreas para deposito de estéril y /o almacenamiento
Necesidades de restauración
De todos estos aspectos , centraremos nuestra atención en los siguientes , ya que
usted estará directamente relacionado con ellos.
Naturaleza y características del material a remover
Volúmenes de producción requeridas
Costos de producción
Distancia de acarreo
Como resumen , presentamos algunas de las características para diferentes
equipos dependiendo de las condiciones de operación:
EQUIPO
Palas Eléctricas
Traíllas
CARACTERISTICAS
Pueden alcanzar una gran producción
Pueden manejar todo tipo de material , incluyendo
bloque de gran tamaño
Requieren equipo de soporte para el manejo de estéril ,
excepto en algunos sistemas de descapote.
Están limitadas a condiciones de operación favorables
Tienen una movilidad limitada
Tienen una excelente movilidad
Están limitadas al manejo de material suave y fácilmente
rompible para obtener una buena producción , a pesar
de que pueden manejar material triturado hasta 24’
Ordinariamente requieren de otra maquina que las ayude
durante la operación de cargue
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Tractores
Camiones
Bandas
transportadoras
Por razones económicas están limitados al empuje de
material por distancias no mayores de 100m ,
dependiendo de las condiciones de trabajo.
Cuando son sobre llantas requieren de sitios de trabajo
en buenas condiciones para minimizar los costos de
estas
Requieren buenas vías para minimizar los costos de
llantas
Pueden trabajar en pendientes moderadas
Son económicos hasta un radio de operación de 5Km
Son muy flexibles
Pueden manejar materiales a granel y / o bloques
Son transportadores de alta capacidad y bajo costo para
grandes distancias de acarreo.
Son difíciles y costosas de mover
Tienen una alta inversión de capital inicial
Pueden trabajar en pendientes hasta del 40%
Requieren material bien gradado y pequeño para
mantener una buena vida útil
Tienen costos de mantenimiento altos
5.2 EMPUJE DE MATERIAL
Entre todos los métodos para el manejo de materiales en minería, el mas
económico es el de empujar el material , cuando esta labor se realiza en
pendientes suaves favorables para un rendimiento adecuado de la maquinaria , y
cuando se trata de distancias muy cortas. En muchas ocasiones esta operación
implica el corte de material, lo cual hace que las condiciones de operación del
método sean variables , especialmente si es necesario ejercer un estricto control
sobre la calidad del material.
Antes de tomar la decisión de empujar un material dado es importante analizar los
siguientes factores:
1. Tamaño y forma de las partículas
A medida que el tamaño de las partículas es mayor , la resistencia que el material
opone a ser penetrado aumenta. Las partículas con bordes agudos presentan una
mayor resistencia al rodamiento y por lo tanto requieren una mayor potencia para
ser desplazados de un lugar a otro.
2.Vacíos
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Unos pocos vacíos o la ausencia de ellos significa que las partículas individuales
tienen la mayor parte de sus superficies en contacto ( o unidas si es el caso de
material en banco) lo cual quiere decir que debemos romper un enlace). Un
material bien gradado , con ausencia de vacíos , generalmente es pesado y más
duro para remover desde su estado original.
3.Contenido de agua
En la mayoría de los materiales , la falta de humedad incrementa el enlace entre
partículas y hace que el material sea difícil de remover. Un alto contenido de
humedad dificulta el manejo debido a que el material se hace pesado y requiere
más fuerza para ser desplazado. La humedad optima reduce el polvo y ofrece
mejores condiciones de trabajo y de comodidad al operador
4. Penetración de la cuchilla
Un indicador de la capacidad de penetración de la cuchilla y de la capacidad de
empuje , es la potencia en H:P. Por pie lineal de cuchilla . Cuanto mayor es esta
relación mayor penetrabilidad tendrá la cuchilla y mayor capacidad potencial de
transportar un material a una velocidad más alta.
5. Limitaciones del tractor
El peso y potencia de una maquina determinan su capacidad de empuje. Ningún
tractor podrá ejercer mas libras de empuje que aquellas que la maquina misma
pesa y que su tren de potencia puede desarrollar , además , esta capacidad se ve
disminuida en razón de las condiciones del terreno.
5.3 EQUIPOS UTILISADOS.
5.3.1 TRAÍLLAS
Las traíllas son maquinas apropiadas para el manejo de materiales no
consolidados que requieren poca o ninguna ruptura antes del cargue . Sin
embargo, su uso se ha combinado con otros equipos para incrementar el
rendimiento de operaciones de transporte , previa voladura o desgarre del
material.
Las traíllas empleadas en minería a cielo abierto , son de dos tipos básicos :
Sobre ruedas
Sobre orugas
La mayoría de los trabajos en los años recientes han sido realizados con traíllas
sobre ruedas debido a las distancias que pueden cubrir, a su velocidad y a su
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productividad. Las traíllas sobre orugas generalmente se emplean en pequeñas
operaciones de descapote con distancias de acarreo cortas y en terrenos suaves
donde las necesidades de acarreo son periódicas o a corto plazo.
Las traíllas sobre ruedas tienen principal aplicación en las operaciones de
descapote , aunque también se les usa ampliamente para el transporte en los
procesos de beneficio de minerales y en la construcción de diques, presas y
caminos
Donde el material puede llevarse a las áreas de deposito por distancias cortas ,
como en el descapote de carbón , las grandes palas y dragalinas generalmente
ofrecen la mayor productividad.
5.3.2 .DESGARRADORES
El desarrollo de tractores cada vez más grandes y potentes y el diseño y
construcción de aceros especiales, han hecho que el uso del desgarrador sea
cada vez mas popular bajo ciertas condiciones. En la actualidad existen métodos
sísmicos que permiten una predicción más aproximada de la desgarrabilidad de
un material dado
A medida que progresan los métodos para desgarrar materiales , la metalurgia de
los componentes y el diseño y potencia de los tractores , se obtiene mayor
economía en los costos y más aplicaciones del desgarrador
La ventaja de aplicar el método combinado de desgarrador y traílla, donde es
aplicable es su versatilidad . Las mototraillas pueden moverse rápidamente dentro
de su área y construir sus propios caminos y rampas.
La operación eficiente del sistema depende principalmente de la habilidad del
operador de la traílla , factor que debe considerarse cuando se inicie la operación.
5.3.3. CARGADORES FRONTALES
Básicamente , se utilizan dos tipos de cargadores en minería :
Cargador sobre orugas y
Cargador sobre ruedas
El primero es esencialmente una herramienta para excavación y se utiliza donde
este es el propósito o donde se requiere estabilidad. El uso de cargadores sobre
orugas es muy limitado universalmente
El cargador frontal sobre ruedas , es una herramienta de cargue de alta velocidad
y se utiliza para este fin en los sitios donde se requiere un alto grado de
movimiento y versatilidad . El empleo de estos cargadores se ha incrementado
rápidamente y debido a su durabilidad y tamaño , son asignados al manejo de
materiales en pilas y al cargue primario.
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5.3.4. METODO PALA CAMION
La minería con palas y camiones requiere de una gran inversión de capital , pero a
su vez , ofrece una mayor producción potencial para las compañías mineras. En la
industria minera , los procedimiento y técnicas empleadas en la operación de
palas y camiones son seleccionados en base a que estos son mas eficientes a
largo plazo.
La combinación pala camiones comúnmente se selecciona por una o más de las
siguientes razones:
El material es una roca que se quiebra en pedazos angulares.
El acceso al frente es limitado
Las distancias de acarreo son cortas y con altas pendientes
Se requiere extrema flexibilidad
5.3.5 . BANDAS TRANSPORTADORAS
Las bandas transportadoras son equipos auxiliares apropiados para el manejo de
grandes volúmenes de material , y han tenido un empleo exitoso en conjunto con
dragalinas , traíllas, tractores, palas y excavadoras continuas. El desarrollo de
bandas especiales para el transporte en pendientes y el uso de materiales más
flexibles , han permitido ampliar el campo de aplicación de estos sistemas de
transporte.
El monto de la producción de la banda debe ser tal que justifique los costos de
inversión y, en lo posible , debe realizarse un suministro continuo a la banda.
El diseño , la selección y la operación de una banda transportadora requieren un
estudio cuidadoso que se vera en el estudio del modulo Selección de Equipos
en Minería
5.4. MEDIDAS DE SEGURIDAD
Para el análisis de este ítem es importante , recurrir a la aplicación de la
normalización mediante estándares relacionados con la operación de desmonte y
empuje de materiales establecidos por la empresa.
5.4.1 Empuje de Material
Con el objeto de establecer la forma mas segura y eficiente de hacerlo , se
presentan las pautas que deben cumplirse:
Defina con una cepillada inicial el corte que se va a empujar para un fácil
desplazamiento del tractor. El ancho de esta zona debe ser de un ancho y
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medio de cuchilla 1 –1/2 ( como mínimo) para cada tractor trabajando en la
zona de empuje.
Varios tractoristas empujando material estéril deben respetarse cada uno su
corte , sin invadirse su área individual de trabajo.
Trate de reducir la distancia de empuje . Procure lograr una carga completa (
cuchilla llena ) , en una distancia de 10 a 15 m , comenzando el corte lo mas
cerca del talud . retroceda el corte a medida que suavice la pendiente y pueda
aprovechar la gravedadpara el empuje y caída del material.
Al lado donde esta el carbón a la vista , se debe ir dejando un cordón de
seguridad ( 1m ) para evitar una volteada de la maquina , al encontrar un
desnivel fuerte en el empuje .
Evite empujar el material estéril al área de cargue y / o llevar material a las
orugas de la pala .
Empuje en el sentido del buzamiento para lograr la distancia mínima de
empuje
Antes de retroceder, debe mirar hacia atrás girando su cuerpo
Debe evitar meterse al radio de giro de la pala
RECUERDE: El lado ciego del palero es el sitio de mayor riesgo para el tractorista
en la labor de empuje.
El tractorista debe abstenerse de llenar el cucharón de la pala
Talud en el frente
Mantenga una berma alta en el borde del abismo , lo cual será empujada hacia
abajo con el material estéril o carga que lleve el equipo , dejando este último
material como berma.
RECUERDE: Si el material es rocoso , el trabajo de escarificar el material se hace
de espaldas al abismo
Nunca empuje material más de 100m
Al empujar material a una pala deténgase cuando la pala esta cargando de
frente a su equipo.
Cuando este haciendo labores de desmonte hágalo conforme a los
procedimientos indicados en la técnica de operación de desmonte.
NOTA :
Tanto tractor como operador deben ser los más indicados para
realizar operaciones en pendientes
Antes de trabajar en pendientes debe verificar el nivel de aceite de
motor y el tren de fuerza en un suelo horizontal
Obedezca las señales de pare no importa quien las de
Inicie su labor teniendo en cuenta las normas de la empresa y del
fabricante , actualice constantemente sus conocimientos sobre las
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5.4.2 . Integridad física
Debe evitar caminar trayectos largos
Al hacerlo en la cresta o pata de un talud , guardar una distancia mínima de
10m aumentándola si hay grietas y /o fallas
En tierra. Caminar siempre por el lado visible de los equipos
Utilizar siempre chalecos reflexivos y lampara durante turnos nocturnos
Debe tener sus miembros fuera de sitio que representen peligros para estos
tales como:
Marcos de las puertas, correas del ventilador
Cuando este lloviendo se debe permanecer lejos de voladura cargadas,
equipos y áreas energizadas .Si la lluvia se presenta al arranque de turno, los
operadores deben ser llevados a una linia de listo
5.4.3 Elementos de protección Personal
PARTE CORPORALCOMPROMETIDA
MEDIDA DE PROTECCION
Debe proteger la cabeza con el casco
CABEZA
de seguridad en todo momento, dentro
del área de la mina.
Está en la obligación de proteger los
OJOS
ojos usando lentes de seguridad en to
do momento dentro del área de la mina.
Usar mascarillas para partículas de
VIAS RESPIRATORIAS
polvo y mascaras antigás en trabajos
con material caliente o prendido
Usar guantes comunes de cuero y
MANOS
dieléctricos , según la labor a realizar
Proteger siempre sus oidos con tapones
auditivos o protectores auditivos tipo
campana previa prescripción medica.
OIDOS
SUGERENCIA: Mantener el volumen
bajo en los pasacintas y radio de
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PIES
comunicación , dentro de la cabina.
Protegerlos en todo momento con botas
de seguridad en buen estado y bien
asegurados
6. DESCAPOTE
El descapote es la primera operación en cualquier proyecto de minería a cielo
abierto y la manera en la cual esto es planeado y llevado a cabo suministra una
buena idea del carácter de la compañía . El descapote en general cubre todo
trabajo necesario para exponer, la materia prima sana para la utilización .
En esta etapa también se involucra el desalojo o remoción de la capa vegetal o
del material estéril , antes de encontrar el afloramiento del material a explotar.
6.1 Procedimientos en la etapa de descapote
Trabajo preliminar, tal como el aparecer la tierra a la vista , limpieza,
demolición desviaciones y restauraciones.
Remoción de humus y su apilamiento / uso posterior. En cada banco debe ser
lo suficientemente amplio para que el equipo de cargue y el de transporte
puedan trabajar libremente . Los bancos están conectados unos a otros por
medio de rampas o se deben realizar cunetas para el manejo de aguas.
Descapote de la sobrecarga y descarga , utilización y tratamiento.
Limpieza de la superficie de los depósitos.
Instalaciones para drenaje, transporte y seguridad en área de trabajo.
Cultivo de los montones de tierra y los bordes de la sobrecarga.
6.1.1.Humus
Esto es el medio de cultivo viviente y activo para el reino vegetal desde el punto
de vista de la ciencia de la agricultura.
Puede ser regenerado y reproducido, pero los periodos de tiempo requerido para
estos son muy largos.
Esta capa de la superficie tiene el mismo origen y los mismos materiales de base
como la capa del material que cubre de materia prima.
El humus de material de cubierta debe ser cuidadosamente tratado y
salvaguardado , todo error en el tratamiento del humus significa un tiempo de
regeneración adicional de por lo menos 2 años más.
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El humus debe ser removido solamente durante la estación seca o cuando hiela (
pero sin cubierta de nieve ) . Los más convenientes emplean raspadores de
autocarga para áreas muy grandes , hoja de empuje caterpilar de vía ancha y
cargadores frontales en sitios pequeños o tierra irregular . El punto más
importante para el manejo del humus es la preservación de la condición suelta . Si
el humus es comprimido o triturado las condiciones de vida para los
microorganismos son destruidas y ellos mueren.
6.1.2. Drenajes en el área de trabajo
El drenaje en el área de trabajo debe ser reexaminado y satisfactoriamente
resuelto para toda operación de descapote. Aún en las áreas existentes de trabajo
el sistema entero de drenaje puede ser afectado considerablemente, o aun ser
completamente desordenado , por un nuevo estado de descapote.
Funciones principales:
Salvaguardar el desarrollo de la mina ( carreteras, rampas, bermas de
seguridad, plataformas de trabajo )
Prevención de la contaminación de materia prima
Evitar los obstáculos en las operaciones en la mina y asegurar la limpieza en
los sitios de trabajo.
El principio básico por consiguiente se refiere a que ninguna agua debe fluir sin
ser chequeada en la zona de trabajo desde el terreno descapotado
6.2. Consideraciones generales en la etapa de descapote.
El descapote normalmente ocasiona un incremento en la proporción de los costos
de la materia prima . La optimización de este trabajo preliminar puede fomentar
una contribución considerable a la reducción de los costos de operación . Varias
reglas básicas han sido encontradas muy útiles a partir de la experiencia para un
optimo descapote:
No descapotar sin una planeación precisa. ( área de descapote, procesos de
trabajo, , métodos y rutas de transporte, lugares de depósitos y de
utilizaciones, drenaje, programa de realización ).
El descapote debe ser empezado únicamente durante periodos secos.
Todas las etapas de descapote deben ser completadas en una sola operación
, si esto no es posible debe ser dividida en subétapas lo cual debe completarse
en una sola operación.
Todos los materiales deberían , si es posible ser manipulados una sola vez.
Sin pilas de almacenamiento ni crestas provisionales.
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El trabajo de descapote es el equivalente a una estructura y debe ser planeada
apropiadamente y competente y terminada de acuerdo con las practicas de
trabajo
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6.3.Consideraciones de diseño en el descapote
La remoción de humus en cada banco debe ser lo suficientemente amplio para
que el equipo de cargue y transporte puedan trabajar libremente .
Los bancos deben estar conectados unos a otros por medio de rampas y se
deben realizar cunetas para el manejo de aguas.
En la parte baja de la mina , se construyen sumideros , cuya función principal
es recoger todas las aguas provenientes de los bancos de explotación con el
fin de poderlas evacuar por medio de bombas a un sitio fuera del área de
explotación.
El sistema de explotación se debe realizar por medio de terrazas , siguiendo
niveles circulares, elípticos, cónicos dependiendo de la estructura del
yacimiento.
La altura de la terraza depende de la dureza de la roca y del equipo a utilizar
en la perforación y en el cargue.
El ancho de la terraza tendrá la medida necesaria para realizar el cargue y
transporte del mineral arrancado.
6.4 Funciones en la etapa de descapote
Función
Desmonte
Remoción de la capa vegetal
Remoción de Estéril ( Mecánico )
Remoción estéril ( Explosivos )
Actividad
Delimitar la zona a desmontar con elapoyo de
topografía.
Reconocer la zona para visualizar riesgos de personas
y equipos.
Suministrar al operador elementos de protección
personal.
Verificar y llevar control de trabajo.
Tener un control sobre la maquinaria.
Realizar informes de trabajo.
Delimitar la zona
Determinar el equipo a utilizar en la operación.
Dar instrucciones correctas a los operadores.
Controlar los ciclos de operación
Verificar la calidad de la capa vegetal.
Controlar el descargue de la capa vegetal en los sitios
indicados
Estar atento a cualquier daño en el equipo para su
reporte a mantenimiento.
Realizar informes
Establecer método de arranque.
Dar instrucciones precisas a los operadores
Controlar la operación de desgarre del material
Controlar la operación de la excavadora
Verificar cotas de nivel de los bancos
Suministrar elementos de protección personal a los
operadores
Controlar malla de perforación.
Supervisar el cargue de los barrenos
Comprobar sistemas de conexión
Verificar los sitios de bloqueo para la voladura
Comprobar la efectividad de la voladura
Escoger el equipo de cargue y acarreo necesario
Realizar el informe correspondiente
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7.0 DRENAJE
7.1 Objeto
La planeación y el diseño de drenajes y desagües de la mina tiene por objeto
garantizar la operación del equipo minero en todas las fases de explotación , sin
inundaciones y sin menoscabo de su integridad y productividad , mediante la
ejecución de las obras hidráulicas necesarias basadas en los parámetros
pluviometricos de la región.
7.1 Planeación y diseño de drenajes
La planeación y el diseño de drenajes y desagües de la mina se lleva a cabo a
través de las siguientes etapas.
Planeación a largo plazo
Plan mensual de drenajes
Plan quincenal de proyectos civiles
Previsión de embalses y torres de llenado para control de polvo
Plan de preparación para época de invierno
Planeación a largo plazo : Con base en el plan de minería a largo plazo , se
determinan las áreas aferentes de los futuros tajos , sus niveles mas profundos
para sumideros y los niveles de descarga , con lo cual se estiman los equipos de
bombeos y accesorios y prever oportunamente las necesidades de adquisición.
Plan mensual de drenajes : Con base en el plan mensual , se determinan las
obras de drenajes necesarias para permitir el avance del equipo minero en los
diferentes tajos o niveles en cumplimiento de sus metas de producción . Se
presenta en forma de esquema y una breve descripción.
Plan quincenal de proyectos civiles : Consiste en la programación de obras de
drenajes , y otros proyectos civiles en línea con los planes de minería para lo cual
se organizan reuniones con los responsables de cada área , se ilustra sobre cada
proyecto , se determina su prioridad , se le asignan los recursos y se establecen
fechas de cumplimiento. Como resultado de la reunión se elabora y divulga un
acta lo cual facilita el seguimiento de las acciones recomendadas.
Diseños detallados de drenajes y desagües : En general, los proyectos
requieren un diseño, localización en el campo, pero todos precisan de un
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fundamento técnico para su justificación. El fundamento esta dado por los
parámetros de diseño y las condiciones locales ( topografía, suelo y otros
accidentes naturales o artificiales ).
Previsión de embalses y torres de llenado para control de polvo: Dentro del
desarrollo sostenible de la operación , se tienen los compromisos de preservación
del agua, el aire y la tierra.
En lo que respecta al agua , se debe contar con embalses o lagunas de retención
a los cuales se debe llevar el agua bombeada de la minería o la escorrentia de los
botaderos , ante de verterlos a afluentes como los ríos.. En lo que atañe al aire se
debe tener un programa de riego de vías para control de polvo, mediante torres de
llenado abastecidas por los mencionados embalse o lagunas de retención. La
localización y diseño de los embalses y torres de llenado es complemento del plan
de drenajes y desagües de la mina.
Plan de preparación para invierno : En vísperas de cada temporada invernal ,
se prepara un plan de recomendación de acciones y obras de mantenimiento y
construcción de drenajes que permitan afrontar los embalse de las lluvias con el
mínimo impacto a la operación. Este plan en su concepción , es similar a cualquier
otro plan mensual o trimestral , con la diferencia de que no depende tanto de los
planes de minería sino del estado real de la mina en la época invernal.
7.2 DISEÑO DE CANALES
El diseño de los canales se hace atendiendo el volumen de agua a recolectar en
el área , para su construcción se utiliza las retoexcavadoras las cuales excavan el
canal al pie de la pared alta , teniendo en cuenta el desnivel y la dirección hacia el
sumidero .
Los canales se construyen en base al estudio topográfico donde se determina el
abscisado y las cotas , luego en proyectos civiles y drenajes se calcula la cota de
fondo teniendo en cuenta las pendientes , el ancho del canal lo determina el
ancho del cucharón del equipo.
Los canales se construyen teniendo en cuenta los siguiente parámetros :
•
•
•
•
•
•
Caudal a transportar ( Q ) , en m3 / seg.
Area del canal ( a ) , se calcula por tanteo y se da en m2
Velocidad ( v ) , en m/seg. Depende de la pendiente del canal , del radio
hidráulico el cual depende de la forma y dimensión del canal , coeficiente de
rugosidad depende del material en que este construido el canal.
Q = a.v
La pendiente del canal no debe permitir sedimentación o erosión
La velocidad mínima de agua no debe producir erosión.
Estándares para construcción de canales en las vías
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•
Ancho del corredor vial ( 38 m )
Ancho de calzada o berma de trabajo ( 25 m )
Berma de protección ( 6.5 m )
Canales ( 6.5 m )
Pendientes ( de 0.1 a o.3% )
7.3 DISEÑO DE ALCANTARILLAS
Las alcantarillas se utilizan para transportar agua a través de las vías de un mismo
nivel teniendo en cuenta los siguientes parámetros
•
•
•
Velocidad ( v ) , en m/seg. , puede ser mínima o máxima dependiendo el caso.
Caudal a transportar ( Q ) , en m3 / min.
Sección hidráulica de la tubería ( A ) , en m2
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Pendiente de la red de alcantarilla en %
Q = A.V. 60
En el plan de preparación de invierno cual se hace trimestralmente, se realiza un
cronograma para la construcción de canales, cunetas, alcantarillas, vías,
movimientos de cables eléctricos y sumideros.
Orientación del drenaje: La orientación de los drenajes se hace en base al
levantamiento topográfico de la línea de drenaje sobre la cual proyectos civiles y
drenajes diseña el canal con la orientación respectiva hacia el sumidero que se
encuentra el punto mas bajo.
7.4 SUMIDEROS
Son estanques de almacenamiento de agua que se mantienen durante el periodo
de bombeo y explotación de varios niveles . Se calculan teniendo en cuenta el
volumen de agua a recolectar por día y el periodo de bombeo.
El lugar de construcción del sumidero lo determina proyectos civiles y drenajes .
Atendiendo el plan de preparación de invierno y el plan minero emanado de
planeación teniendo en cuenta los siguientes factores:
El plan minero determinara los niveles donde van a llegar las palas a operar en
las diferentes áreas de la mina.
Delimitación del pit , encontrar áreas aferentes en nivele para la recolección de
las aguas lluvias.
Se calculan los volúmenes a recolectar en cada área aferente , teniendo en
cuenta el área y el volumen de pluviosidad diario en tiempo de invierno.
Cantidad y tipos de bombas a utilizar
Las dimensiones del sumidero dependen del volumen a almacenar, periodo de
duración de las palas en los niveles a drenar y del área disponible para su
construcción.
Cálculos
Qt = C.I.A
Qt = Caudal recolectado en m3 / día
C = Coeficiente de escorrentia ( se toma =1 )
I = Intensidad pluviometrica en m/día
A= Area aferente en m2
7.5.BOMBEO
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Proyectos y drenajes recomienda:
Tipos de bombas
Diámetro de la tubería y
Numero de bombas a utilizar para evacuar el volumen de agua en el tiempo
previsto, ya que es de gran importancia mantener seco los niveles donde
opera la pala.
La escogencia de la bomba se hace según inventario de bombas, teniendo en
cuenta los siguientes parámetros:
Presión requerida ( p.s.i ) , esta determinada por la cabeza dinámica.
Caudal ( g.p.m ) . Es el calculado en el bombeo
Voltaje (V )
Amperaje ( A )
Cable eléctrico a utilizar
Diámetro de la tubería de descarga, este diámetro se aumenta para reducir
perdidas
8. VIAS Y BERMAS
8.1 Características
El diseño , la construcción y el mantenimiento de las vías y bermas en minería a
cielo abierto , tienen como finalidad alojar un volumen dado de vehículos en un
tiempo determinado , la capacidad se puede ver afectada por los factores de
ancho del carril, obstrucciones laterales, condiciones de las bermas porcentaje de
vehículos lentos , alineamiento horizontal y vertical.
8.2. definición de parámetros de diseño de vías
•
•
•
•
•
•
•
Bermas
Bombeo
Capacidad de una vía
Cunetas
Curvas horizontales
Curvas verticales
Distancia de visibilidad ( Dv )
8.3. Clasificación de las vías
•
•
•
•
•
De acuerdo con el servicio ( vías de acarreo y vías auxiliares )
De acuerdo con su vida útil
Vías de clase A
Vías de clase B
Vías de clase C
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8.4 . Definición de parámetros de diseño
•
•
•
•
•
Distancia de visibilidad de frenado ( Dvf )
Distancia de visibilidad de paso (Dvp )
Pendientes, peraltes
Vehículo de diseño ( Td )
Velocidad de diseño (Vd )
8.5. Diseño de vías en pilas de carbón
Rampas
Vías de circulación
Taludes y crestas
Tipos de apilamiento
Botadero
8.6. Estándares de vías
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VIAS DE ACARREO
VIAS DE ACARREO
VIAS AUXILIARES
ESPECIFICACIONES
CLASE A Y B
CLASE C
CLASE C
1. Ancho de calzada
25 m mínima
20m
3m
9m
2.Pendiente
8%
8%
12%
12%
longitudinal
3. Bombeo
2%
4. Peraltes
3%
5.Sobre
ancho 3 metros fuera de berma
y cunetas
mínimo
6. Sub-Base
Solo en vía de acarreo
Clase A con materiales
de
interburden
de
espesor mínimo 50 cm
7. Base
Material
tipo
1 de
espesor mínimo de 3m
8. Capa de rodadura
9. Construcción
Base con material Material
Material
en
interburden
en sitio o sitio
o
interburd interburden
en
10. Cunetas
Libres
de
arena, Libres de arena,
desechos
desechos
11.Control de polvo
12. Bermas
1.20 m de alto
1.20 m de alto
Paletas reflectivas. En Paletas reflectivas.
Señalización
plano cada 50 m . 200 En plano cada 50 m
m antes de cada . 200 m antes de
intersección, 40 m cada intersección,
entre señales
40 m entre señales
USO
USO
USO
USO
Para transito de camiones Para traslado de Vías
Vías acceso
de 170 toneladas
palas
acceso
Palas
y
Áreas de bombas
voladura y
tendido de
cables
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